高阳选煤厂煤质监控及信息一体化网络的应用

介绍了高阳选煤厂煤质监控及信息一体化网络的方案设计、网络架构、主要功能及应用效果;该网络的应用实现了高阳选煤厂产品指标实时监测监控,提升了选煤厂质量监测精度,也降低了职工的劳动强度,为选煤厂智能化建设提供了借鉴。

以信息为中心的天地一体化网络分域路由机制研究

针对现有星间路由策略难以实现天地一体化网络(space-ground integrated information-centric network,SGI 2CN)中卫星拓扑高动态变化情况下多源内容高效传输的问题,提出面向多源内容的分域星间路由机制(area-divided-based inter-satellite routing mechanism,ADISR)。根据给定区域划分原则,构建基于虚拟节点的卫星网络模型。对于域内路由,根据内容源位置和缓存更新,采用基于链路状态最短路径算法和状态更新算法实现域内动态路由;对于域间路由,通过综合考虑节点和链路状态提出基于辅助图的启发式算法实现跨域数据传输。仿真结果表明,与已有路由机制相比,ADISR能解决SGI 2CN中多源多路径问题,减少网络丢包率,降低内容传播时延,提高网络吞吐量。

基于天地一体化信息网络在复杂山区地质灾害监测预警中的应用

针对我国西部复杂山区现有通信卫星覆盖少,地面监测预警系统建设成本高等问题,阐述了未来以“地面物联网”+“卫星物联网”构建的天地一体化信息网络在复杂山区地质灾害监测预警场景应用和需关注的关键技术。

天地一体化信息网络安全保障技术研究进展及发展趋势

天地一体化信息网络由天基骨干网、天基接入网、地基节点网、地面互联网、移动通信网等多种异构网络互联融合而成,对实现国家安全战略目标具有重要意义。首先,介绍了天地一体化信息网络架构,以及卫星节点暴露、信道开放、异构网络互连等特征,并从物理层、运行层、数据层3个层面分析了天地一体化信息网络面临的威胁;其次,从物理安全、运行安全、数据安全3个层面对抗损毁、抗干扰、安全接入、安全路由、安全切换、安全传输、密钥管理等安全保障技术的研究现状进行了阐述;最后,针对天地一体化信息网络特点和安全保障需求,指出了天地一体化信息网络安全保障技术发展趋势和研究方向。

关于天地一体化信息网络典型应用示范的思考

天地一体化信息网络通过多轨道卫星星座将陆基、海基、空基网络连接起来,构成覆盖全球的一体化通信网络,可以为我国海洋、航空、航天、信息普惠、商用全球宽带通信等多种应用场景提供全新的解决方案,为"一带一路"等国家战略实施提供通信应用及服务支撑。在充分汲取国际先进技术、产业和应用服务经验的基础上,通过开展典型应用示范系统的建设,可以进一步验证天地一体化信息网络的能力,牵引出更多应用需求和商业模式,并就未来天地一体化信息网络典型应用系统的建设提出了一些初步的考虑和设想,为全球各类用户提供基础公共服务及专业服务。

对建设我国“天地一体化信息网络”的思考

得益于低成本火箭发射技术、微小卫星平台技术和载荷技术的迅猛发展,实现全球信息,特别是天基信息共享的天地一体化信息网络正在全世界范围内引发广泛关注。考虑到我国各类天基信息系统发展中面临的一些特殊制约条件,自主建设以天基网为核心的天地一体化信息网络迫在眉睫。它将为我国智慧城市、应急救灾、航空航天、国家安全等多个领域的发展提供必要的保障。本文在梳理了国内外相关发展现状的基础上,就我国天地一体化信息网络的基本概念提出了三点基本认识,分析了这一网络可采取的基本架构和面临的主要技术难点,并对我国天地一体化信息网络的初步建设工作提出了几点粗浅的建议。

天地一体化信息网络安全防护技术的新思考

天地一体化信息网络是国家面向2030的重大科技工程,安全防护是保障其运行的关键。由于能够主动适应用户、网络和业务的快速变化,可以实现网络技术与安全的共生演进,天地一体化信息网络成为近年来国内外学术界和产业界普遍关注的重要方向。在分析天地一体化信息网络面临的安全威胁和现有防护技术思路的基础上,探讨了内生式安全防御技术在天地网络架构、关键信息系统中的应用设想,相关技术思路和设计可为内生安全的天地一体化网络安全防护体系建设提供参考。

面向天地一体化信息网络的在轨信息处理机制设计

随着组网技术和传输技术的发展,提高信息的在轨处理和多源信息融合能力是提升天地一体化信息网络服务能力急需解决的重点问题。针对目前卫星具有的处理和存储能力,文中研究天基信息业务流程及处理模式,可有效简化传统卫星的通信过程,降低星地传输链路带宽损耗。文中设计一种分布式、网络化天基信息在轨处理系统,该处理系统基于CPU、DSP、GPU等不同的异构资源搭建,通过虚拟化技术将不同轨道、不同类型的卫星资源逻辑上形成一个大的资源池,实现处理系统的灵活扩展、互为备份、协同服务等。

关于天地一体化信息网络发展建设的思考

在维护和拓展国家利益时,我国信息网络一直面临着"覆盖出不去、信息难兼容、服务响应慢、安全有隐患"的困境,建设天地一体化信息网络,是应对挑战的有效途径。基于此,分析了国内外相关天地一体化信息网络系统发展现状及趋势,给出了天地一体化信息网络体系结构设想、关键技术和实施策略。

天地一体化网络空间信息抗干扰技术

基于空间信息抗干扰概念和典型系统抗干扰技术应用分析,提出了天地一体化信息网络中空间信息系统在信息获取、传输、存储和处理过程中均面临干扰的特点。指出了国际上空间信息抗干扰的新趋势,如系统防护能力愈加全面、系统抗干扰能力不断增强、卫星组网日趋成熟、网络安全协议标准化等,同时还指出中国空间信息抗干扰面临的新问题,如多重干扰并存、"弹性"体系中的抗干扰能力生成、国际新环境下空间系统主动抗干扰等,并给出了天地一体化信息网络空间信息抗干扰未来的研究方向建议。

天地一体化信息网络安全动态赋能架构

天地一体化信息网络的安全需求动态变化、威胁动态变化、防护技术动态变化等特征导致已有的安全防护技术不再适用于天地网络。针对上述需求,提出了融合安全服务能力编排、安全态势分析、安全威胁处置指挥等于一体的天地一体化信息网络安全动态赋能架构,并形式化定义了该架构;然后提出了一种对威胁处置效果的双重判定方法,并基于信念熵证明了双重判定的可信性。

天地一体化信息网络发展与展望

针对天地一体化信息网络的演进,综述了卫星通信网络、地面互联网及地面移动通信网络的发展历程,介绍了TSAT,ISICOM,Sat5G,3GPP NTN等系统或标准组织对天地融合组网的探索,总结了当前发展趋势和面临的挑战。在此基础上,提出了未来天地一体化信息网络的组成结构,梳理了多波束天线、星上数字信道化转发、激光/太赫兹高速传输、星上路由、全电推进、天基信息港、频率共用以及干扰规避等关键技术,并对未来发展进行了展望。

6G天地一体化信息网络内生安全技术

6G天地一体化信息网络面临因网络高度暴露、节点高速运动、计算资源受限等特点带来的安全挑战,且新架构、新应用、新技术也将引入新的安全问题,亟须提出普适性安全理论,一体化解决其功能安全及网络安全问题。为此,首先阐述网络空间内生安全主要理论基础,提出6G天地一体化信息网络内生安全架构;然后,在网络空间内生安全理论的指导下,从星载系统、6G地面移动网、星地链路探讨相关安全理论与技术构想;最后,从安全认证、高安全通信加密等方面分析天地一体化信息网络通信/安全一体化的认证加密机制,及传统安全与内生安全技术的交叉融合。

天地一体化信息网络中星载边缘计算应用与挑战

在介绍星载边缘计算技术及其多种应用方向的基础上,深入分析了星载边缘计算在天地一体化信息网络中的应用需求,提出了部署星载边缘计算服务的天地一体化信息网络架构,并对内容缓存、多用户交互、计算卸载、数据采集感知等星载边缘计算服务模式进行详细论述。以星载边缘计算在天地一体化信息网络中为用户提供边缘计算服务与边缘存储服务应用中存在的核心问题分析为牵引,提出其面向未来发展的技术挑战。

天地一体化信息网络激光通信系统发展设想

空间激光通信技术具有通信速率高、保密性好、抗干扰能力强等优点,成为近年来的研究热点,并相继在天基信息网络中得到广泛应用。首先对国际激光通信技术的发展态势进行了分析,然后从我国天地一体化信息网络的需求出发,对不同的应用场景上的激光通信系统进行了分析,提出了我国天地一体化信息网络激光通信系统发展的建议。

面向6G的天地一体化信息网络架构研究

通过分析6G网络愿景和天地一体化信息网络架构所面临的挑战,提出面向6G的天地一体化信息网络架构的需求,并在此基础上提出弹性可重构的天地一体化信息网络架构,实现简洁、敏捷、韧性和集约的天地一体化信息网络,可以按照业务和场景需求按需部署网络功能,保证网络按需确定性服务能力。基于所提的网络架构提出天地一体化信息网络智能网络管理和控制架构、天地一体化信息网络虚拟化技术和异构跨域网络资源管理架构,实现网络动态可重构特性,形成高效能、无阻塞的多维多域互联能力,实现按需组网、高效的多域多维度的网络管控。

天地一体化信息网络安全动态赋能研究

天地一体化信息网络由天基骨干网、天基接入网和地基节点网组成,并与地面互联网和移动通信网互联互通,是实现全球互联互通的信息基础设施,具有通信体制多样、星载资源受限以及威胁类型多样等特征。现有静态化网络安全防护技术的效能低,难以应对天地一体化信息网络面临的安全挑战,亟需可扩展的安全动态赋能保障模式。针对该需求,提出了融合安全服务能力编排、安全威胁处置指挥以及安全态势分析于一体的安全动态赋能架构。分析了在动态编排架构、精准采集与按需汇聚、安全态势融合分析、威胁处置与反馈研判等方面需要突破的关键技术,以此有效确保安全功能按需扩展,支撑天地一体化信息网络安全。

天地一体化信息网络中信令技术的研究

为了解决天地一体化信息网络中信令相关技术难点以及信令信道的建设,提出了在天基骨干节点搭载S频段相控阵载荷的解决方法。对几个关键技术进行了重点分析:在物理层,提出了基于开环的信令数据时频快速同步技术、基于非相干的分组数据解调技术;在链路层,采用扩频ALOHA方式解决广域用户随机接入问题。仿真结果表明,基于多符号联合检测的分组数据解调技术比理想相干解调仅损失0.5dB,扩频ALOHA多址随着扩频增益增大,容量也相应增加。

天地一体化信息网络资源动态管理技术研究

针对包含临近空间平台的天地一体化信息网络无线资源动态管理技术开展研究。首先对包含邻近空间平台的空间信息网络拓扑结构进行建模,分别给出了静态网络和动态网络的结构模型;其次分析了动态组网模型下的队列管理策略,以优先保证重要业务的可靠传输;最后分析了网络移动性管理策略,即从IP地址映射更新成本和位置更新成本两个方面分析移动性管理的成本,提出通过合理的划分IP区域、设计位置更新机制,使得移动性管理成本最小化。

天地一体化信息网络中卫星通信关键技术初探

天地一体化信息网络是国家重要的信息基础设施,而卫星通信是天地一体化信息网络的重要组成部分。本文分析了卫星通信在天地一体化信息网络中的作用,并从无线接入技术和组网技术两个方面,详细阐述了卫星通信中传输、接入、路由、安全等关键技术的研究难点和发展趋势。